Apenas uma pergunta eletrônica geral: o que é tensão negativa, como -5 volts?
Pelo meu conhecimento básico, a energia é gerada por elétrons que vagam do lado negativo para o lado positivo da fonte de energia (assumindo a energia CC aqui). A voltagem é negativa quando os elétrons vagam de + a -?
Por que alguns dispositivos precisam disso, o que há de tão especial nisso?
Respostas:
Alguém pode ter palavras melhores para explicar isso do que eu, mas o importante é lembrar que a tensão é uma diferença potencial. Na maioria dos casos, a parte "diferença" é uma diferença entre algum potencial e o potencial do solo. Quando alguém diz -5v, está dizendo que você está abaixo do solo.
Você também precisa ter em mente que a tensão é relativa. Então, como mencionei antes, a maioria das pessoas se refere ao "solo"; mas o que é chão? Você pode dizer que o terra é terra, mas e o caso quando você tem um dispositivo alimentado por bateria que não tem contato com o solo? Nesta situação, temos que tratar algum ponto arbitrário como "base". Normalmente, o terminal negativo da bateria é o que consideramos nesta referência.
Agora considere o caso de você ter 2 baterias em série. Se ambos fossem 5 volts, você diria que teria 10 volts no total.
Mas a suposição de que você recebe 0 / + 10 é baseada no "terra" como sendo o terminal negativo da bateria que não está tocando a outra bateria e, em seguida, 10V como sendo o local do terminal positivo que não está tocando o outra bateria. Nesta situação, podemos tomar a decisão de que queremos que a conexão entre as duas baterias seja nossa referência "terra". Isso resultaria em + 5v em uma extremidade e -5v na outra extremidade.
Aqui está o que eu estava tentando explicar:
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Imagine que você está medindo a altura de um carro. Você pode usar uma fita métrica e medir a distância do solo ao teto do carro. "O teto deste carro está a 1 metro acima do solo".
Você também pode ficar no teto do carro e balançar a mesma fita métrica no chão. "O chão está a 1 metro abaixo do teto deste carro".
A tensão funciona da mesma maneira. O sinal negativo é apenas uma convenção, da mesma maneira que o carro tem a mesma altura, independentemente de como você o mede. Inverta os fios do multímetro e o sinal negativo desaparecerá.
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Oh por que não ..
Dizer que você tem uma tensão de + 5V no ponto A significa que o ponto A é 5 volts mais positivo que o terra escolhido.
Dizer que você tem uma tensão de -5V no ponto B significa que 'terra' é 5 volts mais positivo que o ponto B.
O sinal apenas informa a polaridade da tensão em relação ao nó terra.
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Tensão é uma diferença de potencial. Se eu conectar o terminal A de um dispositivo ao potencial de 30 volts e o terminal B a um potencial de 20 volts. O potencial de A a B é de 10 volts, mas o potencial de B a A é de - 10 volts.
Pense nisso como um edifício alto. Para ir do andar 30 ao 20, você desce 10 andares.
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A primeira parte desta pergunta já foi respondida muito bem.
Quanto à segunda parte, você poderiaPegue o terminal de alimentação mais baixo da fonte de alimentação e chame esse valor de 0V; todas as outras voltagens seriam positivas. No entanto, isso seria muito inconveniente para muitos circuitos. Por exemplo, fontes de alimentação comuns para um circuito de amplificador operacional são + 12V e -12V. Você poderia rotular novamente a saída de -12V como "terra", então o terra antigo seria + 12V e o + 12V antigo seria + 24V. Além disso, todos os seus sinais seriam referenciados a + 12V e você teria que levar isso em consideração sempre que medir as coisas. Além disso, grande parte da energia é usada entre a saída mais alta e a média (na verdade, a carga na saída superior veio originalmente da saída média e deseja voltar para lá), a mesma com a saída mais baixa. Em suma, é mais fácil rotular a saída média de 0V (terra) e trabalhar com tensões positivas e negativas.
Tudo isso está ignorando os problemas de aterramento. Na vida real, muitas vezes a saída de terra do suprimento é literalmente aterrada, e pensar em toda a Terra em + 12V seria estranho.
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Alguns amplificadores operacionais, por exemplo, o veterano 741, exigem sua alimentação como duas voltagens, uma positiva e outra negativa em relação ao nível de terra ou zero da entrada e saída do sinal. Nesse contexto, é natural falar das fontes sendo + 15v e -15v (esses são os valores comumente citados para o 741)
Uma tensão alternada, como a fonte de alimentação CA, oscila positiva e negativa em relação à linha neutra, que está muito próxima do potencial de terra, de modo que "neutro" é considerado como tensão zero.
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A tensão entre dois pontos físicos e é definida comoBA B
onde é o campo elétrico no caminho da integração.E⃗
A BVAB se torna negativo ou positivo (ou apenas zero) de acordo com essa integração. Por exemplo, se você trocar os pontos e , o sinal muda.A B
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Se, por exemplo, sua fonte de alimentação mostra terra, 5v, -5v, seu terminal de terra é positivo para -5v, você obtém 5v da terra dessa maneira. Se você usar os terminais 5v e -5v, estará usando o -5v como terra e receberá 10v do terminal 5v. Digamos que houvesse também um terminal 3v, você obteria 8v do terminal 3v usando o - 5v como terra. Pergunta simples, resposta simples às pessoas. Eu provavelmente sei menos sobre isso do que todos os outros que comentaram aqui.
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Bem, só para colocar meus dois centavos, digamos que você tenha um dispositivo não aterrado. Com +10 volts, você espera que a corrente chegue da bateria, através do widget e depois ... onde? São apenas 10 volts, portanto, não é possível fazer arco através do ar para o solo, mas ele pode passar pelo estojo até a mão do usuário, ou a carga pode simplesmente permanecer no extremo oposto do widget. Então agora você tem +10 volts de um lado e +8 volts ou algo do outro, em relação ao solo. A peruca vê apenas uma diferença de 2 volts.
Com aa + 5V e -5V, a corrente é inserida no widget e puxada para fora do widget.
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A energia não é gerada pelos elétrons vagando. De fato, um elétron pode vagar por todo o lugar sem nenhuma voltagem aplicada. Energia não pode ser criada ou destruída. Vem de algum lugar, e vai para algum lugar. Por exemplo, quando você gira a manivela de um gerador, na verdade não está gerando energia; você está apenas transferindo a energia que as plantas absorveram do sol antes de comê-las e digeri-las. Você deve comercializar um gerador como "alimentado por fusão termonuclear".
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